1.一種摻四價(jià)鉻氧化鎵晶體,其特征在于,該晶體分子式為β-(Ga1-x-yCrxAy)2O3,0.001<x<0.3,0<y<0.3,A為正二價(jià)金屬元素。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻四價(jià)鉻氧化鎵晶體,其特征在于,所述的A為Mg、Ca或/和Zn。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻四價(jià)鉻氧化鎵晶體,其特征在于,0.005≤x≤0.1,0.005≤y≤0.1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻四價(jià)鉻氧化鎵晶體,其特征在于,摻四價(jià)鉻氧化鎵晶體的基質(zhì)晶體β-Ga2O3的b向熱導(dǎo)率為25-30W/mK。
5.權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的摻四價(jià)鉻氧化鎵晶體的制備方法,包括步驟如下:
(1)原料的選取和處理
按化學(xué)計(jì)量比將純度99.999%的Ga2O3、Cr2O3和AO混合,在100-200℃下真空干燥,采用固相燒結(jié)法合成摻鉻氧化鎵多晶料,所述的A為Mg、Ca或/和Zn;
(2)晶體生長(zhǎng)
a、將摻鉻氧化鎵多晶料抽真空到1×10-4Pa,充入1%的高純氧氣和99%的高純二氧化碳?xì)怏w至一個(gè)大氣壓,均為體積百分比,升溫使原料慢慢熔化,待原料全部熔化后繼續(xù)升溫10-30℃,恒溫1-2小時(shí)后降回熔化溫度,恒溫1-2個(gè)小時(shí);
b、緩慢下入氧化鎵籽晶,使籽晶下入熔體后微熔并收頸,當(dāng)籽晶直徑收細(xì)至0.5-2mm時(shí),進(jìn)行放肩及等徑生長(zhǎng);生長(zhǎng)過(guò)程中晶體的提拉速度:5-20mm/小時(shí),晶體生長(zhǎng)至所需尺寸時(shí),升溫5-10℃,恒溫30分鐘后,將晶體提脫;
c、晶體生長(zhǎng)結(jié)束后,以10-30℃/小時(shí)的速率降溫到室溫;
d、將晶體在空氣或者氧氣氣氛下高溫退火,即得摻四價(jià)鉻氧化鎵晶體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的摻四價(jià)鉻氧化鎵晶體的制備方法,其特征在于,步驟(1)中固相燒結(jié)法合成摻鉻氧化鎵多晶料時(shí),同時(shí)摻入二價(jià)金屬離子,多晶料的燒結(jié)溫度為1200-1450℃。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的摻四價(jià)鉻氧化鎵晶體的制備方法,其特征在于,步驟(1)中固相燒結(jié)法合成摻鉻氧化鎵多晶料的燒結(jié)時(shí)間為40-50小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的摻四價(jià)鉻氧化鎵晶體的制備方法,其特征在于,步驟(2)d中退火程序如下:將生長(zhǎng)獲得的晶體升溫到1250-1500℃,并恒溫10-50小時(shí),然后以15-20℃/小時(shí)降到室溫。
9.權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的摻四價(jià)鉻氧化鎵晶體作為可飽和吸收材料或激光晶體材料的應(yīng)用。